Ключи на биполярных транзисторах

Ключ — элемент, осуществляющий замыкание или размыкание участка электрической кепи.

Во включенном состоянии ключ обладает весьма малым, а в выключенном — весьма большим сопротивлением. Ключ устанавливается последовательно с коммутируемым участком цепи или параллельно ему.

В электрических схемах роль ключа могут выполнять биполярные и полевые транзисторы. В отличие от усилительных схем транзистор ключа работает и нелинейном режиме: с некоторых значений базового напряжения Uб ток его коллектора перестает изменяться вслед за Uб.

На рис.216, а изображена схема параллельного ключа. Когда под действием управляющего напряжения Uупр транзистор заперт (выключен), нагрузка Rн через резистор Rк подключена к источнику питания Ек. Если управляющим напряжением обеспечивается насыщение (включение) транзистора, нагрузка оказывается зашунтированной его незначительным сопротивлением, и напряжение на ней близко к нулю.

На рис.216, б приведена схема последовательного ключа. При включенном транзисторе нагрузка Rн подключается к источнику напряжения U _вх,,

Рис.216. Последовательные ключи.

при выключенном — эта связь обрывается. Данный ключ нормально работает при Uвх>0.

Чаше используется схема параллельного ключа с общим эмиттером, поэтому именно этот вариант будем иметь о виду при рассмотрении стационарных и переходных режимов ключей на биполярных транзисторах.

Ключевые свойства транзистора не являются идеальными ( Rвкл ≠0, Rвыкл ≠ ∞). Поэтому для повышения эффективности коммутации ее иногда осуществляют одновременно последовательным и параллельным ключами. При этом для подключения нагрузки транзистор последовательного ключа включается, а транзистор параллельного ключа выключается. Для отключения нагрузки состояния транзисторов изменяются па противоположные.

Основными параметрами транзисторного ключа являются: сопротивления во включенном и выключенном состояниях, остаточное напряжение на ключе, а также быстродействие, определяемое временем переключения